• Atrito dinâmico – ocorre no deslizamento depois que se supera o valor máximo do atrito estático.
Física
A intensidade da força de atrito é proporcional à
da força normal (N) trocada entre os corpos em
contato: Fat = µ .N
Professor CARLOS Jennigs
Aula 35
Caiu no vestibular
Dinâmica
(FGV) Tendo um objeto sobre um plano horizontal
rugoso, para pô-lo em movimento é necessário
aplicar uma força:
Nesta aula, aprenderemos a analisar as causas
dos movimentos pela aplicação das Leis do movimento da Mecânica Clássica, as chamadas
Leis de Newton, e resolver problemas a partir do
conceito físico de força.
a) qualquer;
b) igual ao peso;
c) menor que para mantê-lo em movimento
uniforme;
d) a mesma para mantê-lo em movimento
uniforme;
e) maior do que para mantê-lo em movimento
uniforme.
Conceitos básicos
Força
• Resultado da interação entre corpos.
• Unidade de força (SI): Newton (N)
Atenção: a força é uma grandeza vetorial, ou
seja, toda força se caracteriza por direção,
sentido e intensidade.
Cuidado – Para que o corpo entre em movimento, é necessário aplicar uma força maior que a
força de atrito estático. Sabemos que a força de
atrito estático é maior que a força de atrito cinemático. Letra “e”.
Efeitos de uma força:
• Alterar o movimento ou o repouso.
• Produzir equilíbrio.
• Deformar um corpo.
• Anular outra força.
Força resultante
Força fictícia única obtida pela soma vetorial de
todas as forças atuantes em um corpo. A força
resultante sozinha produz o mesmo efeito dinâmico que todas as forças associadas produzem
sobre o corpo:
r
r
r
r
r
Fr = F1 + F2 + F3 + ... + Fn
Interações a distância
1. Forças de campo
• Interação sem contato.
• Meio transmissor: campo.
• Forças de campo: gravitacional, magnética e
elétrica.
UNIDADES DE FORÇA
No SI, a unidade de intensidade de força é o
Newton, cujo símbolo é N. Considerando a
2.a Lei de Newton, temos:
F=m.a
2
-2
1N = 1kg . 1m/s ⇒ N = m . kg . s
O SISTEMA CGS
O sistema de unidades mais usado é o SI.
Mas algumas áreas da Física, por razões
práticas, usam o sistema CGS (iniciais das
unidades básicas desse sistema: centímetro,
grama e segundo).
Força peso
Para entender
Nas proximidades de um planeta (satélite ou
estrela), o peso é a força com que esse planeta
(satélite ou estrela) atrai um corpo.
Um corpo de massa 5kg é solicitado somente
pelas duas forças da figura. Represente graficamente a resultante e encontre a sua intensidade.
Cuidado! No dia-a-dia, as pessoas costumam
confundir massa com peso. São comuns frases
do tipo: “O meu peso é 70 quilogramas”. Mas
quilograma é unidade de massa (conforme já
vimos na apostila anterior) e não de peso. O peso é uma força (P = mg) e, assim, deve ser
expresso em unidades de força.
No sistema CGS, a unidade de intensidade
de força é dina, cujo símbolo é dyn. A
relação entre as unidades de força do SI e
do sistema CGS é:
1N = 105dyn
O QUILOGRAMA-FORÇA
Solução –
Para entender
Ao nível do mar, a aceleração da gravidade é:
gP = 9,83m/s2 no pólo Norte, e gE = 9,78m/s2
no equador. Na Lua, a aceleração da gravidade
é, aproximadamente, gL = 1,6m/s2. Calcule o
peso de um corpo de massa m = 100kg em
cada um desses lugares.
Solução:
No pólo Norte: PP = m . gP = 100 . 9,83 = 983N
No Equador: PE = m . gE = 100 . 9,78 = 978N
Na Lua: PL = m . gL = 100 . 1,6 = 160N
A intensidade da resultante é dada pela soma
vetorial das duas forças que atuam no corpo.
R2 = 32 + 42 ⇒ R =
⇒ R = 5N
LEIS DO MOVIMENTO MECÂNICA CLÁSSICA
Atenção: Ao ir de um lugar para outro, a massa
do corpo não mudou; o que mudou foi o seu
peso, ou seja, a força de atração exercida sobre
ele (no caso, pela Terra e pela Lua).
O quilograma-força (cujo símbolo é kgf) é
uma antiga unidade de força que não
pertence ao SI, mas que ainda hoje é usada.
O kgf é definido como a intensidade de força
igual à intensidade do peso de um corpo
cuja massa é 1kg, num local em que a
aceleração da gravidade tem seu valor
normal (9,80665m/s2). Observe:
P=m.g
1kgf = 1kg . 9,80665m/s2
1kgf = 9,80665N
Primeira Lei de Newton
Princípio da Inércia
Sob condição de força resultante nula, um corpo
tende a permanecer, por inércia, em repouso ou
em MRU.
No momento de uma batida, um carro é violentamente freado, mas seus passageiros tendem a
continuar em movimento, por inércia.
Interações de contato
Forças de contato
• Resultado da compressão entre sólidos.
• Dificuldade à interpenetração.
Componentes da força de contato
1. Força Normal
• Aplicada pela superfície.
• Age sempre no sentido de empurrar.
2. Força de Atrito
O cinto de segurança é um dispositivo de segurança instalado para evitar que os passageiros se
choquem com o painel e o pára-brisa do carro.
• Atrito estático – corpos em contato com
tendência ao deslizamento.
(Ilustração de Philip Reeve, no livro de Kjartan Poskitt,
Isaac Newton e sua maçã, Cia. Das Letras, 2003).
11
Desafio Físico
01. No porto de Manaus, uma caixa de 30kg
está em repouso sobre uma superfície
horizontal. Os coeficientes de atrito
estático e dinâmico entre o bloco e a
superfície valem, respectivamente, 0,30 e
0,25 (g = 10m/s2). Para puxá-la, um
trabalhador amarra uma corda à caixa,
numa direção paralela à superfície
horizontal. Calcule:
a) a intensidade da tração na corda que
deixa o bloco na iminência de
movimento;
b) a aceleração do bloco, se a tração na
corda é 150N.